Il metodo potrebbe aiutare ad accelerare la scoperta genetica nello studio dell’obesità
Dicembre 15, 2021
Il Grasso è essenziale per la vita, ma troppo può portare a una serie di problemi di salute. Studiare come funziona il grasso, o tessuto adiposo, nel corpo è fondamentale per comprendere l’obesità e altri problemi, ma le differenze strutturali nelle cellule adipose e la loro distribuzione in tutto il corpo lo rendono difficile.
“Le cellule adipose sono diverse dalle altre cellule in quanto mancano di recettori unici sulla superficie cellulare e rappresentano solo una minoranza delle cellule all’interno del tessuto adiposo”, ha affermato Steven Romanelli, Ph.D., un ex membro del laboratorio di Ormand MacDougald, Ph.D. .D., presso il Dipartimento di Fisiologia Molecolare e Integrativa.
In un nuovo articolo pubblicato sul Journal of Biological Chemistry, Romanelli, MacDougald e i loro colleghi descrivono una svolta utilizzando CRISPR-Cas9, uno strumento che ha trasformato la ricerca biologica molecolare, ma il cui uso nello studio del tessuto adiposo era stato sfuggente.
“La sfida più grande in termini di ricerca sull’adipe fino ad oggi è stata che se si desidera studiare la funzione di un gene, è necessario dedicare una notevole quantità di tempo, risorse e denaro allo sviluppo di un topo transgenico”, ha affermato Romanelli.
Il modo tradizionale di sviluppare modelli murini prevede l’allevamento di topi con una mutazione desiderata per eliminare o introdurre determinati geni di interesse, che secondo Romanelli possono richiedere più di un anno e decine di migliaia di dollari.
CRISPR-Cas9 ha rivoluzionato questo processo. È una tecnica di editing genetico composta da un enzima chiamato Cas9 che può rompere i filamenti di DNA e inserire un pezzo di RNA guidato dall’enzima Cas9 in un sito specifico nel genoma per l’editing. Questo strumento è confezionato in un virus non dannoso per la consegna alle cellule studiate. Lo strumento è stato utilizzato con successo per studiare cuore, fegato, neuroni e cellule della pelle per citarne alcune, ma mai un certo tipo di cellule adipose note come grasso bruno.
Utilizzando la tecnica, il team è stato in grado di colpire con successo il grasso bruno, un tessuto adiposo specializzato utilizzato per generare calore e proteggere la temperatura corporea interna.
“Quello che siamo stati in grado di fare è prendere l’intero processo e distillarlo in un luogo da due settimane a un mese per generare un topo transgenico, riducendo il costo a meno di $ 2.000. Non solo riduce tempi e costi, ma democratizza la ricerca in modo che qualsiasi laboratorio che abbia familiarità con le tecniche di biologia molecolare possa adottare questo metodo e farlo da solo”, ha affermato Romanelli.
Sono stati anche in grado di utilizzare questo metodo per eliminare più geni contemporaneamente, un fatto che potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere meglio importanti percorsi molecolari.
Usando i loro componenti del virus adeno-associato CRISPR-Cas9, sono stati in grado di eliminare il gene UCP1 che definisce l’adiposo bruno e gli consente di generare calore, nei topi adulti. Hanno osservato che i topi knockout erano in grado di adattarsi alla perdita del gene e mantenere la temperatura corporea in condizioni di freddo, suggerendo altri percorsi coinvolti nell’omeostasi della temperatura.
Romanelli afferma che questi primi risultati sono esplorativi, ma la tecnica rappresenta un importante passo avanti nello studio del grasso.
Fonte:
Materials provided by Michigan Medicine – University of Michigan. Original written by Kelly Malcom. Note: Content may be edited for style and length.
Riferimenti:
- Steven M. Romanelli, Kenneth T. Lewis, Akira Nishii, Alan C. Rupp, Ziru Li, Hiroyuki Mori, Rebecca L. Schill, Brian S. Learman, Christopher J. Rhodes, Ormond A. MacDougald. BAd-CRISPR: Inducible gene knockout in interscapular brown adipose tissue of adult mice. Journal of Biological Chemistry, 2021; 297 (6): 101402 DOI: 10.1016/j.jbc.2021.101402
Michigan Medicine – University of Michigan. “Breakthrough in using CRISPR-Cas9 to target fat cells: The method could help speed genetic discovery in the study of obesity.” ScienceDaily. ScienceDaily, 15 December 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211215204104.htm>.